Могут ли невидимые чернила с микроиглами показать, были ли дети вакцинированы?


Микронадель e1639751500427

Отслеживание вакцинации остается серьезной проблемой в развивающихся странах, и даже во многих развитых странах документы теряются, и родители забывают, сделал ли их ребенок прививку. Теперь группа исследователей Массачусетского технологического института разработала новый способ решения этой проблемы: встраивание записи непосредственно в кожу.

Внедрение паспорта вакцинации непосредственно в кожу

Вместе с вакциной ребенку будет вводиться немного красителя, невидимого невооруженным глазом, но легко различимого с помощью специального фильтра мобильного телефона в сочетании с приложением, освещающим кожу ближним инфракрасным светом. Согласно результатам испытаний на свиной и крысиной коже, а также на коже человека в блюде, ожидается, что краситель продержится до пяти лет.

Эта система, которая еще не была протестирована на детях, обеспечит быстрый и легкий доступ к истории прививок, позволит избежать риска канцелярских ошибок и практически не увеличит стоимость и риск процедуры, говорится в исследовании, опубликованном в среду в журнале Science Translational Medicine.

"Особенно в развивающихся странах, где медицинские карты могут быть не столь полными или не столь доступными, может быть полезно иметь медицинскую информацию, непосредственно связанную с человеком", - говорит Марк Праусниц, профессор биоинженерии Технологического института Джорджии, который не принимал участия в новом исследовании. По его словам, такая система записи медицинской информации должна быть чрезвычайно незаметной и приемлемой для человека, чьи медицинские данные записываются, и его или ее семьи. "Это, я думаю, довольно интересный способ достижения этих целей".

 

В исследовании, проведенном биоинженерами МТИ Робертом Лангером и Аной Якленец и их коллегами, используется пластырь с крошечными иглами, называемыми микроиглами, для эффективной вакцинации без уколов, сжимающих зубы. Микроиглы встроены в устройство, похожее на пластырь, которое помещается на кожу; квалифицированная медсестра или техник не требуются. По словам Лангера и Якленека, вакцины, вводимые с помощью микроигл, также не нужно охлаждать, что снижает стоимость и сложность доставки.

Для доставки красителя исследователям необходимо было найти что-то безопасное и достаточно долговечное, чтобы быть полезным. "Это действительно самая большая проблема, которую мы преодолели в этом проекте", - говорит Якленек, добавляя, что команда протестировала ряд готовых красителей, которые можно использовать в организме, но не смогла найти ни одного, который бы сохранялся при воздействии солнечного света. В итоге команда использовала технологию квантовых точек - крошечных полупроводниковых кристаллов, которые отражают свет и были первоначально разработаны для маркировки клеток во время исследований. Было доказано, что краситель безопасен для людей.

Micro
Крупный план микроскопического изображения массива микроигл, которые могут доставлять квантовые точки в кожу. Credit: K.J. McHugh et al. Science Translational Medicine (2019)

 

По словам Праусница, который помог изобрести технологию микроигл и руководит Центром проектирования, разработки и доставки лекарств при Технологическом институте Джорджии, такой подход вызывает некоторые опасения по поводу конфиденциальности. "У пациентов могут быть и другие опасения по поводу "татуировки", ношения личной медицинской информации на теле или других аспектов такого непривычного подхода к хранению медицинских записей", - говорит он. "Разные люди и разные культуры, вероятно, будут по-разному относиться к невидимой медицинской татуировке".

Когда людям еще делали прививки от оспы, которая с тех пор была искоренена во всем мире, на руке оставался видимый шрам от укола, по которому легко было определить, кто был привит, а кто нет, говорит Якленек. "Но, очевидно, мы не хотели, чтобы у людей оставался шрам", - говорит она, отмечая, что ее команда искала идентификатор, который был бы невидим невооруженным глазом. Исследователи также хотели избежать технологий, которые могли бы вызвать еще большее беспокойство по поводу конфиденциальности, таких как сканирование радужной оболочки глаза и базы данных с именами и идентифицируемыми данными, говорит она.

Работа финансировалась Фондом Билла и Мелинды Гейтс, и возникла благодаря прямой просьбе основателя и филантропа компании Microsoft Билла Гейтса, который поддерживает усилия по искоренению таких заболеваний, как полиомиелит и корь во всем мире, говорит Якленек. "Если у нас нет хороших данных, то искоренить болезни очень сложно", - говорит она.

Квант
Квантовые точки после введения в кожу грызунов. Credit: K.J. McHugh et al. Science Translational Medicine (2019)

 

Исследователи надеются добавить к точкам более подробную информацию, например, дату вакцинации. По словам Якленека, вместе с ними команда в конечном итоге хочет ввести датчики, которые также потенциально могут быть использованы для отслеживания аспектов здоровья, например, уровня инсулина у диабетиков.

Этот подход, вероятно, станет одним из многих, пытающихся решить проблему хранения медицинской информации отдельных людей, говорит Ручит Нагар, студент четвертого курса Гарвардской медицинской школы, который также не принимал участия в новом исследовании. Он руководит компанией под названием Khushi Baby, которая также пытается создать систему для отслеживания такой информации, включая историю прививок, в развивающихся странах.

Работая в северном индийском штате Раджастан, Нагар и его команда разработали ожерелье, похожее на то, которое носят местные жители, которое сжимает, шифрует и защищает паролем медицинскую информацию.

Ожерелье использует ту же технологию, что и чипы радиочастотной идентификации (RFID) - такие, как в одежде для розничной торговли или нагрудных номерах спортсменов - и предоставляет медицинским работникам доступ к истории беременности матери, таблице роста ребенка и истории прививок, а также рекомендации о том, какие прививки и другие виды лечения могут потребоваться, говорит он.

Однако Нагар признает, что все подобные технологии могут вызывать опасения. "Необходимо учитывать необходимость передачи сообщений и культурную уместность", - говорит он.